KR20130075465A - Ultrasound system and method for providing ultrasound image - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ultrasonic system and method which provides ultrasonic images are provided to detect the flux of slow blood flow using a frequency lower than a pulse repetition frequency which is pre-set. CONSTITUTION: A storing unit (130) stores ultrasonic data. The ultrasonic data corresponds to a body. A processor (140) selectively extracts the ultrasonic data. The processor forms an ultrasonic image using the extracted ultrasonic data. An ultrasonic data acquisition unit (120) obtains the ultrasonic data by receiving an ultrasonic echo signal. [Reference numerals] (110) Ultrasonic data acquisition unit; (120) User input unit; (130) Storing unit; (140) Processor; (150) Display unit

Description

초음파 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법{ULTRASOUND SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING ULTRASOUND IMAGE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultrasound system and a method for providing ultrasound images,

본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound system, and more particularly, to an ultrasound system and method for providing an ultrasound image using ultrasound data required to form an ultrasound image in ultrasound data.

초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 생체 내부의 정보를 얻기 위한 의료 분야에서 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은 생체를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술의 필요 없이, 생체 내부 조직의 고해상도 영상을 실시간으로 제공할 수 있으므로 의료 분야에서 매우 중요하게 사용되고 있다.Ultrasound systems have non-invasive and non-destructive properties and are widely used in the medical field to obtain information inside the living body. Ultrasound systems are very important in the medical field because they can provide a high-resolution image of the internal tissues of a living body in real time without the need for a surgical operation to directly incision the living body.

초음파 시스템은 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)의 반사 계수를 2차원 영상으로 보이는 B 모드(brightness mode) 영상, 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도를 도플러 스펙트럼으로 보이는 도플러 스펙트럼 영상, 도플러 효과를 이용하여 움직이는 대상체의 속도와 방향을 컬러로 보이는 컬러 도플러 영상, 대상체에 컴프레션(compression)을 가할 때와 가하지 않을 때의 반응 차이를 영상으로 보이는 탄성 영상 등을 제공하고 있다.In the ultrasound system, the reflection coefficient of an ultrasound signal (i.e., an ultrasound echo signal) reflected from a target object is converted into a Doppler spectrum using a B mode (brightness mode image), a Doppler effect A color Doppler image in which the velocity and direction of a moving object are displayed in color using a Doppler spectrum image, a Doppler spectrum image, and an elastic image in which a reaction difference when a compression is applied to an object and a reaction when the object is not added are provided have.

특히, 초음파 시스템은 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency)에 따라 초음파 신호를 생체에 송신하고 생체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터를 형성한다. 초음파 데이터는 저장부에 저장된다. 초음파 시스템은 저장부에 저장된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성한다.In particular, the ultrasound system transmits ultrasound signals to a living body according to a pulse repetition frequency and receives ultrasound signals (i.e., ultrasound echo signals) reflected from a living body to form ultrasound data corresponding to the ultrasound images. Ultrasonic data is stored in the storage unit. The ultrasound system forms an ultrasound image using ultrasound data stored in a storage unit.

본 발명은 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency)에 따라 획득된 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides an ultrasound system and method for providing an ultrasound image using ultrasound data required to form an ultrasound image from ultrasound data obtained according to a pulse repetition frequency.

본 발명에 따른 초음파 시스템은, 생체에 대응하는 초음파 데이터를 저장하기 위한 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 상기 저장부로부터 선택적으로 추출하고, 상기 추출된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하도록 동작하는 프로세서를 포함한다.An ultrasound system according to the present invention includes: a storage unit for storing ultrasound data corresponding to a living body; And a processor for selectively extracting ultrasound data necessary for forming an ultrasound image from the ultrasound data stored in the storage unit and forming an ultrasound image using the extracted ultrasound data.

또한, 본 발명에 따른 초음파 영상 제공 방법은, a) 생체에 대응하는 초음파 데이터를 저장하는 단계; b) 상기 저장부에 저장된 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 상기 저장부로부터 선택적으로 추출하는 단계; 및 c) 상기 추출된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ultrasound image providing method comprising the steps of: a) storing ultrasound data corresponding to a living body; b) selectively extracting ultrasound data necessary for forming an ultrasound image from the ultrasound data stored in the storage unit; And c) forming an ultrasound image using the extracted ultrasound data.

본 발명은 사전 설정된 펄스 반복 주파수보다 낮은 펄스 반복 주파수를 이용하여 초음파 영상을 형성할 수 있어, 느린 혈류의 유속을 검출할 수 있다.The present invention can form an ultrasound image by using a pulse repetition frequency lower than a predetermined pulse repetition frequency, so that a slow flow velocity can be detected.

또한, 본 발명은 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터의 개수를 다양하게 설정할 수 있어, 보다 정확한 혈류나 조직의 속도 성분을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 이전 프레임과의 비교를 통해 보다 연결성이 양호한 초음파 영상을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can variously set the number of ultrasound data required to form an ultrasound image, thereby enabling detection of more accurate blood flow and velocity components of tissue, as well as comparison with previous frames, Can provide images.

또한, 본 발명은 사전 설정된 펄스 반복 주파수마다 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터를 추출할 수 있어, 최대 펄스 반복 주파수 동안 움직이는 혈류나 조직의 속도를 초음파 영상으로서 표현할 수 있다.In addition, the present invention can extract ultrasonic data corresponding to an ensemble number for each preset pulse repetition frequency, and can express the blood flow or tissue velocity moving during the maximum pulse repetition frequency as an ultrasound image.

또한, 본 발명은 스윕 스피드(sweep speed) 및 M-라인을 임의로 설정할 수 있을 뿐만 아니라 BM 모드(brightness motion mode) 영상 및 CM 모드(color motion mode) 영상 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide at least one of a brightness motion mode image and a color motion mode image as well as a sweep speed and an M-line.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 보이는 블록도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신 빔의 송신 방향 및 수신 빔의 수신 방향을 보이는 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 샘플링 데이터 및 초음파 영상의 픽셀을 보이는 예시도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수신 빔 포밍 처리를 수행하는 예를 보이는 예시도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 가중치를 설정하는 예를 보이는 예시도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 샘플링 데이터 세트를 설정하는 예를 보이는 예시도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 초음파 영상을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 반복 주파수 및 앙상블 넘버를 보이는 예시도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 펄스 반복 주파수, 프로세싱 펄스 반복 주파수 및 앙상블 넘버를 보이는 예시도.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 펄스 반복 주파수 및 프로세싱 앙상블 넘버를 보이는 예시도.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 반복 주파수 및 프로세싱 앙상블 넘버를 보이는 예시도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 반복 주파수 및 앙상블 넘버를 보이는 예시도.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 송신 및 수신 방향, 벡터 정보 및 초과 조건 문제를 보이는 예시도.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic data acquisition unit according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 6 are views illustrating transmission directions of a transmission beam and a reception beam according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is an exemplary view showing pixels of sampling data and ultrasound images according to an embodiment of the present invention; FIG.
8 to 11 are views showing an example of performing a reception beamforming process according to an embodiment of the present invention.
12 is an exemplary view showing an example of setting a weight according to an embodiment of the present invention;
13 is an exemplary view showing an example of setting a sampling data set according to an embodiment of the present invention;
14 is a flowchart illustrating a procedure for forming an ultrasound image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an exemplary view showing a pulse repetition frequency and an ensemble number according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 16 is an exemplary diagram showing a pulse repetition frequency, a processing pulse repetition frequency, and an ensemble number according to an embodiment of the present invention; FIG.
17 illustrates an example of a pulse repetition frequency and a processing ensemble number according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an exemplary view showing a pulse repetition frequency and a processing ensemble number according to another embodiment of the present invention; FIG.
19 is an exemplary view showing a pulse repetition frequency and an ensemble number according to an embodiment of the present invention;
FIG. 20 is an exemplary diagram illustrating transmission and reception directions, vector information, and excess condition problems according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 초음파 시스템(100)은 사용자 입력부(110)를 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the ultrasound system 100 includes a user input unit 110.

사용자 입력부(110)는 사용자의 입력정보를 수신한다. 본 실시예에 있어서, 입력정보는 초음파 영상을 얻기 위한 관심영역을 설정하는 입력정보를 포함한다. 초음파 영상은 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상, 벡터 도플러 영상, BM(brightness motion) 모드 영상 및 CM(color motion) 모드 영상중 적어도 하나를 포함한다. 관심영역은 B 모드(brightness mode) 영상에 설정될 수 있다. 또한, 관심영역은 도플러 스펙트럼 영상을 얻기 위한 샘플볼륨(sample volume), 컬러 도플러 영상 또는 벡터 도플러 영상을 얻기 위한 컬러 박스(color box), 및 BM 모드 및 CM 모드 중 적어도 하나를 얻기 위한 M 라인 중 적어도 하나를 포함한다. 사용자 입력부(110)는 컨트롤 패널(control panel), 트랙볼(trackball), 마우스(mouse), 키보드(keyboard) 등을 포함한다.The user input unit 110 receives user input information. In the present embodiment, the input information includes input information for setting an area of interest for obtaining an ultrasound image. The ultrasound image includes at least one of a Doppler spectrum image, a color Doppler image, a vector Doppler image, a BM (brightness motion) mode image, and a CM (color motion) mode image. The region of interest may be set in a brightness mode image. In addition, the region of interest includes a sample volume for obtaining a Doppler spectrum image, a color box for obtaining a color Doppler image or a vector Doppler image, and an M line for obtaining at least one of a BM mode and a CM mode At least one of them. The user input unit 110 includes a control panel, a trackball, a mouse, a keyboard, and the like.

초음파 시스템(100)은 초음파 데이터 획득부(120)를 더 포함한다. 초음파 데이터 획득부(120)는 초음파 신호를 생체에 송신하고 생체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 초음파 데이터를 획득한다. 생체는 대상체(예를 들어, 혈관, 혈류, 심장, 간 등)를 포함한다.The ultrasound system 100 further includes an ultrasound data acquisition unit 120. The ultrasound data acquisition unit 120 acquires ultrasound data by transmitting ultrasound signals to a living body and receiving ultrasound signals (i.e., ultrasound echo signals) reflected from the living body. The living body includes a subject (e.g., blood vessel, blood flow, heart, liver, etc.).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 보이는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 초음파 데이터 획득부(120)는 초음파 프로브(210)를 포함한다.2 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic data acquisition unit according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the ultrasound data acquisition unit 120 includes an ultrasound probe 210.

초음파 프로브(210)는 전기적 신호와 초음파 신호를 상호 변환하도록 동작하는 복수의 변환소자(transducer element)(도시하지 않음)를 포함한다. 초음파 프로브(210)는 초음파 신호를 생체에 송신하고 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성한다. 수신신호는 아날로그 신호이다. 초음파 프로브(210)는 컨벡스 프로브(convex probe), 리니어 프로브(linear probe) 등을 포함한다.The ultrasonic probe 210 includes a plurality of transducer elements (not shown) that operate to mutually convert an electrical signal and an ultrasonic signal. The ultrasonic probe 210 transmits an ultrasonic signal to a living body and receives an ultrasonic echo signal reflected from the living body to form a reception signal. The received signal is an analog signal. The ultrasonic probe 210 includes a convex probe, a linear probe, and the like.

초음파 데이터 획득부(120)는 송신부(220)를 더 포함한다. 송신부(220)는 초음파 신호의 송신을 제어한다. 또한, 송신부(220)는 변환소자를 고려하여, 초음파 영상을 얻기 위한 전기적 신호(이하, 송신신호라 함)를 형성한다.The ultrasound data acquisition unit 120 further includes a transmitter 220. The transmitter 220 controls the transmission of the ultrasonic signal. In addition, the transmitting unit 220 forms an electrical signal (hereinafter, referred to as a transmitting signal) for obtaining an ultrasonic image in consideration of the converting element.

일례로서, 송신부(220)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency)에 기초하여, 관심영역에 해당하는 도플러 스펙트럼 영상을 얻기 위한 송신신호(이하, 제1 송신신호라 함)를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제1 송신신호가 제공되면, 제1 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신한다. 이때, 초음파 프로브(210)로부터 송신된 초음파 신호는 평면파 신호 또는 집속 신호일 수 있다. 그러나, 초음파 신호는 반드시 이에 한정되지 않는다. 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제1 수신신호라 함)를 형성한다.As an example, the transmitter 220 forms a transmission signal (hereinafter referred to as a first transmission signal) for obtaining a Doppler spectrum image corresponding to a region of interest based on a predetermined pulse repetition frequency. Therefore, when the first transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the first transmission signal into an ultrasonic signal and transmits the ultrasonic signal to the living body. In this case, the ultrasound signal transmitted from the ultrasound probe 210 may be a plane wave signal or a focused signal. However, the ultrasonic signal is not necessarily limited thereto. The ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from a living body and forms a reception signal (hereinafter referred to as a first reception signal).

다른 예로서, 송신부(220)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수에 기초하여, 관심영역에 해당하는 컬러 도플러 영상 또는 벡터 도플러 영상을 얻기 위한 송신신호(이하, 제2 송신신호라 함)를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제2 송신신호가 제공되면, 제2 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신한다. 이때, 초음파 프로브(210)로부터 송신된 초음파 신호는 평면파 신호 또는 집속 신호일 수 있다. 그러나, 초음파 신호는 반드시 이에 한정되지 않는다. 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제2 수신신호라 함)를 형성한다.As another example, the transmitting unit 220 forms a transmission signal (hereinafter, referred to as a second transmission signal) for obtaining a color Doppler image or a vector Doppler image corresponding to a region of interest, based on a predetermined pulse repetition frequency. Accordingly, when the second transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the second transmission signal into an ultrasonic signal and transmits the ultrasonic signal to the living body. In this case, the ultrasound signal transmitted from the ultrasound probe 210 may be a plane wave signal or a focused signal. However, the ultrasonic signal is not necessarily limited thereto. The ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from a living body and forms a reception signal (hereinafter referred to as a second reception signal).

또 다른 예로서, 송신부(220)는 관심영역에 해당하는 BM 모드 영상 및 CM 모드 영상 중 적어도 하나를 얻기 위한 송신신호(이하, 제3 송신신호라 함)를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제3 송신신호가 제공되면, 제3 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신한다. 이때, 초음파 프로브(210)로부터 송신된 초음파 신호는 평면파 신호 또는 집속 신호일 수 있다. 그러나, 초음파 신호는 반드시 이에 한정되지 않는다. 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제3 수신신호라 함)를 형성한다.As another example, the transmitting unit 220 forms a transmission signal (hereinafter, referred to as a third transmission signal) for obtaining at least one of a BM mode image and a CM mode image corresponding to a region of interest. Accordingly, when the third transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the third transmission signal into an ultrasonic signal and transmits the ultrasonic signal to the living body. In this case, the ultrasound signal transmitted from the ultrasound probe 210 may be a plane wave signal or a focused signal. However, the ultrasonic signal is not necessarily limited thereto. The ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from a living body and forms a reception signal (hereinafter referred to as a third reception signal).

또 다른 예로서, 송신부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 신호(즉, 송신(Tx) 빔)를 송신하는 방향(이하, 송신방향) 및 변환소자(311)를 고려하여, 앙상블 넘버(ensemble number)에 해당하는 송신신호(이하, 도플러 모드 송신신호라 함)를 형성한다. 도 3은 1개의 송신방향(Tx)과, 초음파 에코신호(즉, 수신 빔)이 서로 다른 2개의 각도로 수신되는 방향(이하, 수신방향(Rx1, Rx2)이라 함)을 보이는 예시도이다. 송신방향은 변환소자(311)의 길이방향과 수직한 방향(0°) 내지 초음파 빔을 최대로 스티어링할 수 있는 방향중 어느 하나의 방향이다. 앙상블 넘버는 빔 포밍(beamforming reiong)에 해당하는 도플러 신호를 얻기 위해 초음파 신호를 송수신하는 횟수를 나타낸다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 도플러 모드 수신신호라 함)를 형성한다.3, in consideration of the direction of transmitting the ultrasonic signal (i.e., the transmission (Tx) beam) (hereinafter referred to as the transmission direction) and the conversion element 311, (Hereinafter referred to as a Doppler mode transmission signal) corresponding to an ensemble number. 3 is an exemplary diagram showing directions in which one transmission direction Tx and an ultrasonic echo signal (i.e., reception beam) are received at two different angles (hereinafter referred to as reception directions Rx 1 and Rx 2 ) to be. The transmission direction is either a direction perpendicular to the longitudinal direction of the conversion element 311 (0 deg.) Or a direction capable of steering the ultrasonic beam at the maximum. The ensemble number represents the number of times ultrasonic signals are transmitted and received to obtain a Doppler signal corresponding to beamforming reiong. Accordingly, when the Doppler mode transmission signal is provided from the transmitter 220, the ultrasonic probe 210 converts the Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal, transmits the ultrasonic signal to the living body, receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body, , And a Doppler mode reception signal).

또 다른 예로서, 송신부(220)는 복수의 송신방향 및 변환소자를 고려하여, 앙상블 넘버에 해당하는 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 복수의 송신방향은 서로 다른 송신방향이다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 즉, 송신부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 송신방향(Tx1) 및 변환소자(311)를 고려하여, 앙상블 넘버에 해당하는 제1 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제1 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제1 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제1 송신방향(Tx1)으로 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제1 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 또한, 송신부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 송신방향(Tx2) 및 변환소자(311)를 고려하여, 앙상블 넘버에 해당하는 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제2 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제2 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제2 송신방향(Tx2)으로 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제2 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 도 4에 있어서, PRI는 펄스 반복 간격(pulse repeat interval)을 나타낸다.As another example, the transmitting unit 220 forms a Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number in consideration of a plurality of transmission directions and conversion elements. The plurality of transmission directions are different transmission directions. Accordingly, when the Doppler mode transmission signal is provided from the transmitter 220, the ultrasonic probe 210 converts the Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal, transmits the ultrasonic signal to the living body, receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body, . That is, as shown in FIG. 4, the transmitter 220 forms a first Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number in consideration of the first transmission direction Tx 1 and the conversion element 311. Accordingly, when the first Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the first Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the first transmission direction Tx 1 Transmits the ultrasonic echo signal to the living body, and receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body to form a first Doppler mode reception signal. Further, the transmission unit 220 in consideration of the cost, the second transmission direction (Tx 2) and a conversion element 311 as shown in Figure 4, to form the second Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number. Accordingly, when the second Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the second Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the second transmission direction Tx 2 Transmits the ultrasound echo signal reflected from the living body, and forms a second Doppler mode receive signal. In Fig. 4, PRI represents a pulse repeat interval.

또 다른 예로서, 송신부(220)는 복수의 송신방향 및 변환소자를 고려하여, 앙상블 넘버에 해당하는 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 이때, 초음파 신호는 인터리브 송신(interleaved Tx) 방식으로 송신된다. 즉, 송신부(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 송신방향(Tx1) 및 변환소자(311)를 고려하여, 제1 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제1 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제1 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제1 송신방향(Tx1)으로 생체에 송신한다. 이어서, 송신부(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 송신방향(Tx2) 및 변환소자(311)를 고려하여, 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제2 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제2 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제2 송신방향(Tx2)으로 생체에 송신한다. 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제1 도플러 모드 송신신호에 대응하는 제1 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 또한, 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제2 도플러 모드 송신신호에 대응하는 제2 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 이어서, 송신부(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, PRI를 고려하여 제1 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제1 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제1 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제1 송신방향(Tx1)으로 생체에 송신한다. 송신부(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, PRI를 고려하여 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제2 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제2 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제2 송신방향(Tx2)으로 생체에 송신한다. 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제1 도플러 모드 송신신호에 대응하는 제1 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 또한, 초음파 프로브(210)는 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제2 도플러 모드 송신신호에 대응하는 제2 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 송신부(220)는 전술한 바와 같은 과정을 수행하여 앙상블 넘버에 해당하는 제1 도플러 모드 송신신호 및 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다.As another example, the transmitting unit 220 forms a Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number in consideration of a plurality of transmission directions and conversion elements. Accordingly, when the Doppler mode transmission signal is provided from the transmitter 220, the ultrasonic probe 210 converts the Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal, transmits the ultrasonic signal to the living body, receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body, . At this time, the ultrasonic signals are transmitted in an interleaved Tx manner. That is, the transmitting unit 220 forms the first Doppler mode transmission signal in consideration of the first transmission direction Tx 1 and the conversion element 311, as shown in FIG. Accordingly, when the first Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the first Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the first transmission direction Tx 1 And transmits it to the living body. Then, the transmission unit 220 to form the second Doppler mode transmission signal, in view of the second transmission direction (Tx 2) and the conversion elements 311, as shown in FIG. Accordingly, when the second Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the second Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the second transmission direction Tx 2 And transmits it to the living body. The ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from the living body and forms a first Doppler mode reception signal corresponding to the first Doppler mode transmission signal. In addition, the ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from a living body and forms a second Doppler mode reception signal corresponding to the second Doppler mode transmission signal. Then, the transmitter 220 forms a first Doppler mode transmission signal in consideration of PRI, as shown in FIG. Accordingly, when the first Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the first Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the first transmission direction Tx 1 And transmits it to the living body. The transmitting unit 220 forms a second Doppler mode transmission signal in consideration of the PRI, as shown in FIG. Accordingly, when the second Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the second Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the second transmission direction Tx 2 And transmits it to the living body. The ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from the living body and forms a first Doppler mode reception signal corresponding to the first Doppler mode transmission signal. In addition, the ultrasonic probe 210 receives an ultrasonic echo signal reflected from a living body and forms a second Doppler mode reception signal corresponding to the second Doppler mode transmission signal. The transmitting unit 220 forms the first Doppler mode transmission signal and the second Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number by performing the process described above.

또 다른 예로서, 송신부(220)는 복수의 송신방향 및 변환소자를 고려하여, 앙상블 넘버에 해당하는 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 이때, 초음파 신호는 PRI에 따라 송신된다. 즉, 송신부(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 송신방향(Tx1) 및 변환소자(311)를 고려하여, 제1 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제1 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제1 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제1 송신방향(Tx1)으로 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제1 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 송신부(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, PRI에 따라 제2 송신방향(Tx2) 및 변환소자(311)를 고려하여, 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(210)는 송신부(220)로부터 제2 도플러 모드 송신신호가 제공되면, 제2 도플러 모드 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 제2 송신방향(Tx2)으로 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제2 도플러 모드 수신신호를 형성한다. 송신부(220)는 전술한 바와 같은 과정을 수행하여 앙상블 넘버에 해당하는 제1 도플러 모드 송신신호 및 제2 도플러 모드 송신신호를 형성한다.As another example, the transmitting unit 220 forms a Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number in consideration of a plurality of transmission directions and conversion elements. Accordingly, when the Doppler mode transmission signal is provided from the transmitter 220, the ultrasonic probe 210 converts the Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal, transmits the ultrasonic signal to the living body, receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body, . At this time, the ultrasonic signal is transmitted according to the PRI. That is, the transmitter 220 forms the first Doppler mode transmission signal in consideration of the first transmission direction Tx 1 and the conversion element 311, as shown in FIG. Accordingly, when the first Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the first Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the first transmission direction Tx 1 Transmits the ultrasonic echo signal to the living body, and receives the ultrasonic echo signal reflected from the living body to form a first Doppler mode reception signal. The transmitting unit 220 forms a second Doppler mode transmission signal in consideration of the second transmission direction Tx 2 and the conversion element 311 according to the PRI, as shown in Fig. Accordingly, when the second Doppler mode transmission signal is provided from the transmission unit 220, the ultrasonic probe 210 converts the second Doppler mode transmission signal into an ultrasonic signal and outputs the converted ultrasonic signal in the second transmission direction Tx 2 Transmits the ultrasound echo signal reflected from the living body, and forms a second Doppler mode receive signal. The transmitting unit 220 forms the first Doppler mode transmission signal and the second Doppler mode transmission signal corresponding to the ensemble number by performing the process described above.

전술한 예들에서는 2개의 송신방향 및 2개의 수신방향을 고려하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 적어도 하나의 송신방향 및 적어도 하나의 수신방향을 고려할 수도 있다.In the above-described examples, two transmission directions and two reception directions are taken into consideration. However, the present invention is not limited to this, and at least one transmission direction and at least one reception direction may be considered.

초음파 데이터 획득부(120)는 수신부(230)를 더 포함한다. 수신부(230)는 초음파 프로브(210)로부터 제공되는 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터를 형성한다. 또한, 수신부(230)는 변환소자를 고려하여, 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍(receiving beam forming) 처리를 수행하여 수신집속 데이터를 형성한다.The ultrasound data acquisition unit 120 may further include a reception unit 230. The receiving unit 230 analog-digital-converts the received signal provided from the ultrasonic probe 210 to form sampling data. In addition, the receiving unit 230 performs reception beam forming processing on the sampling data in consideration of the conversion element to form reception focusing data.

일례로서, 수신부(230)는 초음파 프로브(210)로부터 제1 수신신호가 제공되면, 제1 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(이하, 제1 샘플링 데이터라 함)를 형성한다. 또한, 수신부(230)는 제1 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터(이하, 제1 수신집속 데이터라 함)를 형성한다.For example, when the first receiving signal is provided from the ultrasonic probe 210, the receiving unit 230 converts the first receiving signal into analog digital data to form sampling data (hereinafter referred to as first sampling data). The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the first sampling data to form reception focusing data (hereinafter referred to as first reception focusing data).

다른 예로서, 수신부(230)는 초음파 프로브(210)로부터 제2 수신신호가 제공되면, 제2 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(이하, 제2 샘플링 데이터라 함)를 형성한다. 또한, 수신부(230)는 제2 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터(이하, 제2 수신집속 데이터라 함)를 형성한다.As another example, when the second reception signal is provided from the ultrasonic probe 210, the reception unit 230 converts the second reception signal to analog-digital conversion to form sampling data (hereinafter referred to as second sampling data). The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the second sampling data to form reception focusing data (hereinafter, referred to as second reception focusing data).

또 다른 예로서, 수신부(230)는 초음파 프로브(210)로부터 제3 수신신호가 제공되면, 제3 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(이하, 제3 샘플링 데이터라 함)를 형성한다. 또한, 수신부(230)는 제3 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터(이하, 제3 수신집속 데이터라 함)를 형성한다.As another example, if the third receiving signal is provided from the ultrasonic probe 210, the receiving unit 230 converts the third receiving signal to analog-digital conversion to form sampling data (hereinafter referred to as third sampling data). The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the third sampling data to form reception focusing data (hereinafter, referred to as third reception focusing data).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 수신 빔 포밍에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, reception beamforming will be described with reference to the accompanying drawings.

일실시예에 있어서, 수신부(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(210)로부터 복수의 채널(CHk(1≤k≤p))을 통해 수신되는 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(Sk ,j(i≤j≤t))를 형성한다. 수신신호는 B 모드 도플러 신호 또는 도플러 모드 수신신호를 포함한다. 샘플링 데이터((Sk ,j)는 저장부(130)에 저장된다. 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위(orientation)에 기초하여, 각 샘플링 데이터에 대응하는 픽셀을 검출한다. 즉, 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 각 샘플링 데이터가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출한다. 수신부(230)는 검출된 픽셀에 해당 샘플링 데이터를 누적 할당한다.7, the receiving unit 230 performs analog-to-digital conversion of a received signal received through a plurality of channels (CH k (1? K ? P)) from the ultrasonic probe 210 To form sampling data (S k , j (i? J ? T)). The received signal includes a B-mode Doppler signal or a Doppler mode received signal. The sampling data (S k , j ) is stored in the storage unit 130. The receiving unit 230 receives the position of the conversion element and the orientation of the pixels of the ultrasound image UI, The receiving unit 230 detects a pixel in which each sampling data is used for the reception beamforming process based on the position of the conversion element and the orientation of the pixel of the ultrasound image UI. (230) cumulatively assigns the corresponding sampling data to the detected pixels.

예를 들면, 수신부(230)는 도 8에 도시된 바와 같이, 샘플링 데이터(S6 ,3)에 대응하는 픽셀, 즉 샘플링 데이터(S6 ,3)가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출하기 위한 곡선(이하, 수신 빔 포밍 곡선이라 함)(CV6 ,3)을 설정한다. 수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b(1≤a≤M, 1≤b≤M))에서 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,3)에 해당하는 픽셀(P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4 ,3, P4 ,4, P4 ,5, P4 ,6, P4 ,7, P4 ,8, P4 ,9, …, P3,N)을 검출한다. 수신부(230)는 도 9에 도시된 바와 같이, 검출된 픽셀(P3 ,1, P3 ,2, P4,2, P4 ,3, P4 ,4, P4 ,5, P4 ,6, P4 ,7, P4 ,8, P4 ,9, …, P3 ,N)에 샘플링 데이터(S6 ,3)를 누적 할당한다.For example, the receiving unit 230 is as shown in Figure 8, the sampling data (S 6, 3) pixels, that is, the sampling data corresponding to (S 6, 3) detects a pixel to be used in the reception beam forming process (Hereinafter referred to as a reception beam forming curve) CV 6 , 3 are set. The receiving unit 230 receives the pixel P 3 ( 3 ) corresponding to the reception beamforming curve CV 6 , 3 from the pixels P a , b (1 a M, 1 b M) of the ultrasound image UI , 1, P 3, 2, P 4, 2, P 4, 3, P 4, 4, P 4, 5, P 4, 6, P 4, 7, P 4, 8, P 4, 9, ..., P 3, N ). 9, the receiving unit 230 receives the detected pixels P 3 , 1 , P 3 , 2 , P 4,2 , P 4 , 3 , P 4 , 4 , P 4 , 5 , P 4 , 6, P 4, 7, P 4, 8, P 4, 9, ..., P 3, N) is assigned the cumulative sampling data (S 6, 3) on.

이어서, 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 도 10에 도시된 바와 같이 샘플링 데이터(S6 ,4)에 대응하는 픽셀, 즉 샘플링 데이터(S6 ,4)가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출하기 위한 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,4)을 설정한다. 수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b(1≤a≤M, 1≤b≤M))에서 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,4)에 해당하는 픽셀(P2 ,1, P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4,3, P4 ,4, P5 ,4, P5 ,5, P5 ,6, P5 ,7, P5 ,8, P4 ,9, P5 ,9, … P4 ,N, P3 ,N)을 검출한다. 수신부(230)는 도 11에 도시된 바와 같이, 검출된 픽셀(P2 ,1, P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4 ,3, P4 ,4, P5,4, P5 ,5, P5 ,6, P5 ,7, P5 ,8, P4 ,9, P5 ,9, … P4 ,N, P3 ,N)에 샘플링 데이터(S6 ,4)를 누적 할당한다.Then, the receiving unit 230 is a pixel corresponding to the sampled data (S 6, 4) as shown in Fig. 10 on the basis of the orientation of the pixel in the converted position, the ultrasound image (UI) of the device, i.e. the sampled data ( S 6 , and 4 set receive beamforming curves CV 6 and 4 for detecting the pixels used in the receive beamforming process. Receiving unit 230 corresponding to the pixels of an ultrasound image (UI) (P a, b (1≤a≤M, 1≤b≤M)) receiving beamforming curve (CV 6, 4) in a pixel (P 2 , 1, P 3, 1, P 3, 2, P 4, 2, P 4,3, P 4, 4, P 5, 4, P 5, 5, P 5, 6, P 5, 7, P 5 , 8 , P 4 , 9 , P 5 , 9 , ... P 4 , N , P 3 , N ). Receiving unit 230 is as shown in Fig. 11, the detected pixels (P 2, 1, P 3 , 1, P 3, 2, P 4, 2, P 4, 3, P 4, 4, P 5, 4, P 5, 5, P 5, 6, P 5, 7, P 5, 8, P 4, 9, P 5, 9, ... P 4, N, P 3, sampling data to N) (S 6, 4 ).

수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b) 각각에 누적 할당된 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리(예를 들어, 가산(summing))를 수행하여 수신집속 데이터를 형성한다.The receiving unit 230 performs reception beamforming processing (for example, summing) on the sampling data accumulated in each of the pixels P a and b of the ultrasound image UI to form reception focusing data .

다른 실시예에 있어서, 수신부(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(210)로부터 복수의 채널(CHk(1≤k≤p))을 통해 제공되는 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(Sk ,j)를 형성한다. 샘플링 데이터(Sk ,j)는 저장부(130)에 저장된다. 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 각 샘플링 데이터가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출한다. 수신부(230)는 검출된 픽셀에 해당 샘플링 데이터를 누적 할당한다. 수신부(230)는 검출된 픽셀 중에서 동일한 열(column)에 존재하는 픽셀을 검출하고, 동일한 열에 존재하는 픽셀에 대응하는 가중치를 설정하며, 설정된 가중치를 해당 픽셀에 할당된 샘플링 데이터에 가한다.7, the receiving unit 230 performs analog-to-digital conversion of a reception signal provided through a plurality of channels (CH k (1? K ? P)) from the ultrasonic probe 210 And forms sampling data (S k , j ). The sampling data (S k , j ) is stored in the storage unit 130. The receiving unit 230 detects pixels for which each sampling data is used in the reception beamforming process, based on the position of the conversion element and the orientation of the pixels of the ultrasound image UI. The receiving unit 230 cumulatively assigns the corresponding sampling data to the detected pixels. The receiving unit 230 detects pixels existing in the same column among the detected pixels, sets weights corresponding to the pixels existing in the same column, and applies the set weights to the sampling data allocated to the pixels.

예를 들면, 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 도 8에 도시된 바와 같이 샘플링 데이터(S6 ,3)에 대응하는 픽셀, 즉 샘플링 데이터(S6 ,3)가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출하기 위한 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,3)을 설정한다. 수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b(1≤a≤M, 1≤b≤N))에서 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,3)에 해당하는 픽셀(P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4 ,3, P4,4, P4 ,5, P4 ,6, P4 ,7, P4 ,8, P4 ,9, …, P3 ,N)을 검출한다. 수신부(230)는 도 9에 도시된 바와 같이, 검출된 픽셀(P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4 ,3, P4 ,4, P4 ,5, P4 ,6, P4 ,7, P4 ,8, P4 ,9, …, P3,N)에 샘플링 데이터(S6 ,3)를 누적 할당한다. 수신부(230)는 도 12에 도시된 바와 같이, 검출된 픽셀(P3 ,1, P3 ,2, P4 ,2, P4 ,3, P4 ,4, P4 ,5, P4 ,6, P4 ,7, P4 ,8, P4 ,9, …, P3 ,N) 중에서 동일한 열에 존재하는 픽셀(P3 ,2, P4 ,2)을 검출하고, 검출된 픽셀(P3 ,2, P4 ,2)의 중점을 기준으로 중점과 수신 빔 포밍 곡선(CV6 ,3) 간의 거리(W1 및 W2)를 산출한다. 수신부(230)는 산출된 거리(W1 및 W2)에 기초하여 픽셀(P3 ,2)에 대한 제1 가중치(α1) 및 픽셀(P4 ,2)에 대한 제2 가중치(α2)를 설정한다. 제1 가중치(α1) 및 제2 가중치(α2)는 산출된 거리에 비례 또는 반비례하게 설정될 수 있다. 수신부(230)는 제1 가중치(α1)를 픽셀(P3 ,2)에 할당된 샘플링 데이터(S6 ,3)에 가하고, 제2 가중치(α2)는 픽셀(P4,2)에 할당된 샘플링 데이터(S6 ,3)에 가한다. 수신부(230)는 나머지 샘플링 데이터에 대해서도 전술한 바와 같이 수행한다.For example, based on the position of the conversion element and the orientation of the pixels of the ultrasound image UI, the reception unit 230 may generate a pixel corresponding to the sampling data S 6 , 3 as shown in FIG. 8, data (S 6, 3) has set the reception beam forming curve (CV 6, 3) for detecting the pixels used in the reception beam forming process. Receiving unit 230 corresponding to the pixels of an ultrasound image (UI) (P a, b (1≤a≤M, 1≤b≤N)) receiving beamforming curve (CV 6, 3) in a pixel (P 3 , 1, P 3, 2, P 4, 2, P 4, 3, P 4,4, P 4, 5, P 4, 6, P 4, 7, P 4, 8, P 4, 9, ..., P 3 , N ). Receiving unit 230 is as shown in Figure 9, the detected pixel (P 3, 1, P 3 , 2, P 4, 2, P 4, 3, P 4, 4, P 4, 5, P 4, 6, P 4, 7, P 4, 8, P 4, 9, ..., P 3, N) is assigned the cumulative sampling data (S 6, 3) on. Receiving unit 230 is as shown in FIG. 12, the detected pixel (P 3, 1, P 3 , 2, P 4, 2, P 4, 3, P 4, 4, P 4, 5, P 4, 6, P 4, 7, P 4, 8, P 4, 9, ..., P 3, N) is detected for a pixel (P 3, 2, P 4 , 2) that exist in the same column from the detection pixel (P (W 1 and W 2 ) between the midpoint and the reception beamforming curve (CV 6 , 3 ) with reference to the midpoints of the reception beamforming curves (CV 1 , 3 , 2 , P 4 , A second weight for the receiving unit 230, a first weight for a pixel (P 3, 2) based on the calculated distance (W 1 and W 2) (α 1) and a pixel (P 4, 2) (α 2, ). The first weight? 1 and the second weight? 2 can be set proportional to the calculated distance or in inverse proportion to the calculated distance. The receiving unit 230 applies the first weight α 1 to the sampling data S 6 and 3 allocated to the pixels P 3 and 2 and the second weight α 2 to the pixels P 4 and 2 And adds it to the sampled data S 6 , 3 . The receiving unit 230 performs the remaining sampling data as described above.

수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b) 각각에 누적 할당된 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터를 형성한다.The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the sampling data accumulated in each of the pixels P a and b of the ultrasound image UI to form reception focusing data.

또 다른 실시예에 있어서, 수신부(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(210)로부터 복수의 채널(CHk(1≤k≤N))을 통해 제공되는 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 샘플링 데이터(Sk ,j)를 형성한다. 샘플링 데이터(Sk ,j)는 저장부(140)에 저장될 수 있다. 수신부(230)는 샘플링 데이터(Sk ,j) 중에서 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출하기 위한 샘플링 데이터 세트를 설정한다.7, the receiving unit 230 may be configured to convert a received signal provided through a plurality of channels (CH k (1? K ? N)) from the ultrasonic probe 210 into analog digital-converted To form sampling data (S k , j ). The sampling data (S k , j ) may be stored in the storage unit 140. The receiving unit 230 sets a sampling data set for detecting the pixels used for the reception beamforming process among the sampling data S k , j .

예를 들면, 수신부(230)는 도 13에 도시된 바와 같이, 샘플링 데이터(Sk ,j) 중에서 수신 빔 포밍 처리에 관여하는 픽셀을 검출하기 위한 샘플링 데이터 세트(S1 ,1, S1 ,4 … S1 ,t, S2 ,1, S2 ,4 … S2 ,t … Sp ,t)(박스 표시)를 설정한다.For example, the receiving unit 230 is as shown in Figure 13, sample data (S k, j) sampled data set to detect a pixel which is involved in the reception beam forming process in (S 1, 1, S 1, 4 ... S 1 , t , S 2 , 1 , S 2 , 4 ... S 2 , t ... S p , t ) (box display).

수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 샘플링 데이터 세트의 각 샘플링 데이터에 대응하는 픽셀을 검출한다. 즉, 수신부(230)는 변환소자의 위치와, 초음파 영상(UI)의 픽셀의 방위에 기초하여, 샘플링 데이터 세트의 각 샘플링 데이터가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출한다. 수신부(230)는 검출된 픽셀에 해당 샘플링 데이터를 전술한 실시예와 같이 누적 할당한다. 수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b) 각각에 누적 할당된 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터를 형성한다.The receiving unit 230 detects a pixel corresponding to each sampling data of the sampling data set based on the position of the converting element and the orientation of the pixel of the ultrasound image UI. That is, the receiving unit 230 detects a pixel where each sampling data of the sampling data set is used in the reception beamforming process, based on the position of the conversion element and the orientation of the pixel of the ultrasound image (UI). The receiving unit 230 cumulatively assigns the sampling data to the detected pixels as in the above embodiment. The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the sampling data accumulated in each of the pixels P a and b of the ultrasound image UI to form reception focusing data.

또 다른 실시예에 있어서, 수신부(230)는 초음파 프로브(210)로부터 복수의 채널(CHk(1≤k≤N))을 통해 제공되는 수신신호를 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 샘플링 데이터를 형성한다. 수신부(230)는 전술한 바와 같이, 변환소자의 위치와, 초음파 영상의 픽셀의 방위에 기초하여, 각 샘플링 데이터가 수신 빔 포밍 처리에 이용되는 픽셀을 검출한다. 수신부(230)는 검출된 픽셀에 해당 샘플링 데이터를 전술한 바와 같이 누적 할당한다. 수신부(230)는 초음파 영상(UI)의 픽셀들(Pa ,b) 각각에 누적 할당된 샘플링 데이터에 수신 빔 포밍 처리를 수행하여 수신집속 데이터를 형성한다.In another embodiment, the receiving unit 230 down-samples the received signal provided through the plurality of channels (CH k (1? K ? N)) from the ultrasonic probe 210 to form downsampled sampling data . As described above, the receiving unit 230 detects pixels for which each sampling data is used in the reception beamforming process, based on the position of the conversion element and the orientation of the pixels of the ultrasound image. The receiving unit 230 cumulatively assigns the sampling data to the detected pixels as described above. The receiving unit 230 performs reception beamforming processing on the sampling data accumulated in each of the pixels P a and b of the ultrasound image UI to form reception focusing data.

그러나, 수신 빔 포밍은 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 수신 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다.However, the receive beamforming is not necessarily limited to this, and various receive beamforming methods may be used.

다시 도 2를 참조하면, 초음파 데이터 획득부(120)는 초음파 데이터 형성부(240)를 더 포함한다. 초음파 데이터 형성부(240)는 수신부(230)로부터 제공되는 수신집속 데이터를 이용하여 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터를 형성한다. 또한, 초음파 데이터 형성부(240)는 초음파 데이터를 형성하는데 필요한 다양한 데이터 처리(예를 들어, 이득(gain) 조절 등)를 수신집속 데이터에 수행할 수도 있다.Referring again to FIG. 2, the ultrasound data acquisition unit 120 further includes an ultrasound data formation unit 240. The ultrasound data forming unit 240 forms ultrasound data corresponding to the ultrasound image using the receive focusing data provided from the receiving unit 230. In addition, the ultrasound data forming unit 240 may perform various data processing (e.g., gain adjustment, etc.) necessary for forming the ultrasound data on the reception focusing data.

일례로서, 초음파 데이터 형성부(240)는 수신부(230)로부터 제1 수신집속 데이터가 제공되면, 제1 수신집속 데이터를 이용하여 도플러 스펙트럼 영상에 해당하는 초음파 데이터(이하, 제1 초음파 데이터라 함)를 형성한다. 제1 초음파 데이터는 RF(radio frequency) 데이터 또는 IQ(in-phase/quadrature) 데이터를 포함한다. 그러나, 제1 초음파 데이터는 반드시 이에 한정되지 않는다.For example, when the first reception focusing data is provided from the reception unit 230, the ultrasound data forming unit 240 generates ultrasound data corresponding to a Doppler spectrum image (hereinafter referred to as first ultrasound data) using the first reception focusing data ). The first ultrasonic data includes radio frequency (RF) data or in-phase / quadrature (IQ) data. However, the first ultrasound data is not necessarily limited thereto.

다른 예로서, 초음파 데이터 형성부(240)는 수신부(230)로부터 제2 수신집속 데이터가 제공되면, 제2 수신집속 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상 또는 벡터 도플러 영상에 해당하는 초음파 데이터(이하, 제2 초음파 데이터라 함)를 형성한다. 제2 초음파 데이터는 RF 데이터 또는 IQ 데이터를 포함한다. 그러나, 제2 초음파 데이터는 반드시 이에 한정되지 않는다.As another example, when the second reception focusing data is provided from the receiving unit 230, the ultrasound data forming unit 240 may generate ultrasound data corresponding to a color Doppler image or a vector Doppler image 2 ultrasonic data). The second ultrasonic data includes RF data or IQ data. However, the second ultrasound data is not necessarily limited thereto.

또 다른 예로서, 초음파 데이터 형성부(240)는 수신부(230)로부터 제3 수신집속 데이터가 제공되면, 제3 수신집속 데이터를 이용하여 BM 모드 영상 및 CM 모드 영상 중 적어도 하나에 해당하는 초음파 데이터(이하, 제3 초음파 데이터라 함)를 형성한다. 제3 초음파 데이터는 RF 데이터 또는 IQ 데이터를 포함한다. 그러나, 제3 초음파 데이터는 반드시 이에 한정되지 않는다.As another example, when the third reception focusing data is provided from the receiving unit 230, the ultrasound data forming unit 240 may generate ultrasound data corresponding to at least one of the BM mode image and the CM mode image using the third reception focusing data (Hereinafter, referred to as third ultrasound data). The third ultrasound data includes RF data or IQ data. However, the third ultrasonic data is not necessarily limited thereto.

다시 도 1을 참조하면, 초음파 시스템(100)은 저장부(130)를 더 포함한다. 저장부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)에서 획득된 초음파 데이터를 저장한다. 본 실시예에 있어서, 저장부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)에서 획득된 초음파 데이터를 초음파 영상에 해당하는 프레임(frame) 별로 저장한다. 또한, 저장부(140)는 사용자 입력부(110)에서 수신된 입력정보를 저장할 수도 있다.Referring again to FIG. 1, the ultrasound system 100 further includes a storage unit 130. The storage unit 130 stores the ultrasound data acquired by the ultrasound data acquisition unit 120. In this embodiment, the storage unit 130 stores the ultrasound data acquired by the ultrasound data acquisition unit 120 for each frame corresponding to the ultrasound image. In addition, the storage unit 140 may store input information received from the user input unit 110.

초음파 시스템(100)은 프로세서(140)를 더 포함한다. 프로세서(140)는 사용자 입력부(110), 초음파 데이터 획득부(120) 및 저장부(130)에 연결된다. 프로세서(140)는 CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit), 마이크로프로세서(microprocessor) 등을 포함한다.The ultrasound system 100 further includes a processor 140. The processor 140 is connected to the user input unit 110, the ultrasound data acquisition unit 120, and the storage unit 130. The processor 140 includes a central processing unit (CPU), a graphic processing unit (GPU), a microprocessor, and the like.

도 14는 본 발명의 실시예에 따라 초음파 영상을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 14를 참조하면, 프로세서(140)는 사용자 입력부(110)로부터 입력정보가 제공되면, 입력정보에 기초하여 B 모드 영상에 관심영역을 설정한다(S1402). 따라서, 초음파 데이터 획득부(120)는 관심영역을 고려하여, 초음파 신호를 생체에 송신하고 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 관심영역에 대응하는 초음파 데이터를 획득한다.FIG. 14 is a flow chart illustrating a procedure for forming an ultrasound image according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, when input information is provided from the user input unit 110, the processor 140 sets an area of interest in the B mode image based on the input information (S1402). Accordingly, the ultrasound data acquisition unit 120 receives the ultrasound echo signals reflected from the living body and transmits the ultrasound signals to the living body in consideration of the region of interest, and acquires the ultrasound data corresponding to the region of interest.

프로세서(140)는 저장부(130)를 조회하여, 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 저장부(130)로부터 선택적으로 추출한다(S1404).The processor 140 inquires the storage unit 130 to selectively extract ultrasound data necessary for forming the ultrasound image from the storage unit 130 (S1404).

본 실시예에 있어서, 프로세서(140)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수에 기초하여 초음파 영상을 형성하는데 사용되는 초음파 데이터를 추출하기 위한 펄스 반복 주파수(이하, 프로세싱 펄스 반복 주파수라 함)를 설정한다. 여기서, 초음파 영상은 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상 및 벡터 도플러 영상 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 프로세서(140)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수와 비동기화하는(즉, 독립하는) 펄스 반복 주파수(이하, 프로세싱 펄스 반복 주파수)를 설정한다.In the present embodiment, the processor 140 sets a pulse repetition frequency (hereinafter referred to as a processing pulse repetition frequency) for extracting ultrasonic data used for forming an ultrasonic image based on a predetermined pulse repetition frequency. Here, the ultrasound image includes at least one of a Doppler spectrum image, a color Doppler image, and a vector Doppler image. That is, the processor 140 sets a pulse repetition frequency (hereinafter referred to as a processing pulse repetition frequency) that is asynchronous with (i.e., independent of) a predetermined pulse repetition frequency.

일례로서, 프로세서(140)는 도 15에 도시된 바와 같이 사전 설정된 펄스 반복 주파수(PRFP)에 기초하여, 도 16에 도시된 바와 같이 사전 설정된 펄스 반복 주파수(PRFP)에 비동기화하는 프로세싱 펄스 반복 주파수(PRFS)를 설정한다. 도 15 및 도 16에 있어서, 도면부호 EN은 앙상블 넘버를 나타낸다. 프로세싱 펄스 반복 주파수(PRFS)는 다음의 수학식에 의해 설정될 수 있다.As an example, processor 140 is a preset pulse repetition frequency of a predetermined pulse repetition frequency processing pulses of sync in (PRF P) manner, shown in Figure 16 based on (PRF P) as shown in FIG. 15 Set the repetition frequency (PRF S ). In Figs. 15 and 16, reference symbol EN denotes an ensemble number. The processing pulse repetition frequency PRF S can be set by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에 있어서, Ne는 도 16에 도시된 바와 같이 사전 설정된 펄스 반복 주파수(PRFP)로부터 초음파 영상을 형성하는데 사용되지 않는 초음파 데이터의 범위를 나타낸다.In Equation (1), N e represents a range of ultrasonic data that is not used to form an ultrasonic image from a predetermined pulse repetition frequency (PRF P ) as shown in FIG.

즉, 프로세싱 펄스 반복 주파수(PRFS)는 도 16에 도시된 바와 같이 사전 설정된 펄스 반복 주파수(PRFP)로부터 초음파 영상을 형성하는데 사용되지 않는 초음파 데이터(푸른색 표시)를 건너뛰어서 초음파 영상을 형성하는데 사용되는 초음파 데이터(녹색 표시)를 추출하기 위한 펄스 반복 주파수이다.That is, as shown in FIG. 16, the processing pulse repetition frequency PRF S is generated by skipping the ultrasound data (blue color) that is not used for forming the ultrasound image from the predetermined pulse repetition frequency PRF P to form an ultrasound image Is a pulse repetition frequency for extracting the ultrasound data (green display) used to generate the ultrasound data.

따라서, 프로세싱 펄스 반복 주파수(PRFS)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수(PRFP)에 비해 낮아지게 되고, 이로 인해 느린 혈류의 유속을 검출하는데 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the processing pulse repetition frequency PRF S becomes lower than a predetermined pulse repetition frequency PRF P , which can be usefully used for detecting the flow rate of a slow blood flow.

다른 실시예에 있어서, 프로세서(140)는 초음파 영상을 형성하는데 사용되는 초음파 데이터의 앙상블 넘버(이하, 프로세싱 앙상블 넘버라 함)를 설정한다. 초음파 영상은 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상 및 벡터 도플러 영상 중 적어도 하나를 포함한다.In another embodiment, the processor 140 sets an ensemble number (hereinafter referred to as a processing ensemble number) of ultrasound data used to form an ultrasound image. The ultrasound image includes at least one of a Doppler spectrum image, a color Doppler image, and a vector Doppler image.

일례로서, 프로세서(140)는 도 17에 도시된 바와 같이 저장부(130)에 N개의 초음파 데이터가 저장되어 있는 경우, N개의 초음파 데이터의 범위를 프로세싱 앙상블 넘버(ENP)로서 설정한다. 다른 예로서, 프로세서(140)는 도 18에 도시된 바와 같이 저장부(130)에 저장된 N개의 초음파 데이터 중에서 i(i는 N 보다 작은 정수)개의 초음파 데이터의 범위를 프로세싱 앙상블 넘버로서 설정한다.For example, when N pieces of ultrasound data are stored in the storage unit 130 as shown in FIG. 17, the processor 140 sets the range of N pieces of ultrasound data as a processing ensemble number (EN P ). As another example, the processor 140 sets the range of i (i is an integer smaller than N) pieces of ultrasonic data among the N pieces of ultrasound data stored in the storage unit 130 as a processing ensemble number, as shown in Fig.

따라서, 프로세싱 앙상블 넘버가 사전 설정된 앙상블 넘버보다 크게 설정될 수 있어, 보다 정확한 혈류나 조직의 속도 성분을 검출할 수 있다. 아울러, 프로세싱 앙상블 넘버가 사전 설정된 앙상블 넘보보다 작게 설정될 수 있어, 이전 프레임과의 비교를 통해 보다 연결성이 양호한 초음파 영상이 제공될 수 있다.Therefore, the processing ensemble number can be set to be larger than the preset ensemble number, so that more accurate blood flow and tissue velocity components can be detected. In addition, since the processing ensemble number can be set to be smaller than a preset ensemble number, an ultrasound image with better connectivity can be provided through comparison with a previous frame.

또 다른 실시예에 있어서, 프로세서(140)는 사전 설정된 펄스 반복 주파수를 기준으로 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터의 범위를 설정한다. 일례로서, 프로세서(140)는 도 19에 도시된 바와 같이 첫번째 펄스 반복 주파수(PRF1)를 기준으로 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터의 범위(EN1)를 설정하고, 두번째 펄스 반복 주파수(PRF2)를 기준으로 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터의 범위(EN2)를 설정하며, 세번째 펄스 반복 주파수(PRF3)를 기준으로 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터의 범위(EN3)를 설정한다.In another embodiment, the processor 140 sets the range of ultrasonic data corresponding to the ensemble number based on a predetermined pulse repetition frequency. 19, the processor 140 sets the range EN 1 of the ultrasound data corresponding to the ensemble number on the basis of the first pulse repetition frequency PRF 1 and sets the range EN 1 of the second pulse repetition frequency PRF 2 (EN 2 ) of the ultrasonic data corresponding to the ensemble number is set on the basis of the third pulse repetition frequency (PR 3 ), and the range (EN 3 ) of the ultrasonic data corresponding to the ensemble number is set on the basis of the third pulse repetition frequency (PRF 3 ).

따라서, 사전 설정된 펄스 반복 주파수마다 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터를 추출할 수 있어, 최대 펄스 반복 주파수 동안 움직이는 혈류나 조직의 속도를 초음파 영상으로서 표현할 수 있다.Accordingly, the ultrasonic data corresponding to the ensemble number can be extracted for each preset pulse repetition frequency, and the velocity of the moving blood stream or tissue during the maximum pulse repetition frequency can be expressed as an ultrasound image.

또 다른 실시예에 있어서, 프로세서(140)는 초음파 영상을 형성하기 위한 초음파 데이터의 범위, 즉 스윕 스피드를 설정한다. 초음파 영상은 BM 모드 영상 및 CM 모드 영상 중 적어도 하나를 포함한다. 일례로서, 프로세서(140)는 복수의 스윕 스피드를 설정한다.In yet another embodiment, the processor 140 sets the range of ultrasound data for forming an ultrasound image, i.e., the sweep speed. The ultrasound image includes at least one of a BM mode image and a CM mode image. As an example, the processor 140 sets a plurality of sweep speeds.

다시 도 14를 참조하면, 프로세서(140)는 추출된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성한다(S1406).Referring again to FIG. 14, the processor 140 forms an ultrasound image using the extracted ultrasound data (S1406).

일례로서, 프로세서(140)는 추출된 초음파 데이터를 이용하여 도플러 신호를 형성한다. 프로세서(140)는 도플러 신호를 이용하여 관심영역(즉, 샘플볼륨)에 대응하는 도플러 스펙트럼 영상을 형성한다.As an example, the processor 140 forms a Doppler signal using the extracted ultrasound data. The processor 140 forms a Doppler spectrum image corresponding to a region of interest (i.e., a sample volume) using a Doppler signal.

다른 예로서, 프로세서(140)는 추출된 초음파 데이터를 이용하여 도플러 신호를 형성한다. 프로세서(140)는 도플러 신호를 이용하여 관심영역(즉, 컬러 박스)에 대응하는 컬러 도플러 영상을 형성한다.As another example, the processor 140 forms a Doppler signal using the extracted ultrasound data. The processor 140 forms a color Doppler image corresponding to a region of interest (i.e., a color box) using a Doppler signal.

또 다른 예로서, 프로세서(140)는 추출된 초음파 데이터를 이용하여 움직이는 대상체의 속도 및 방향에 해당하는 벡터 크기 및 방향을 포함하는 벡터 정보를 형성한다. 프로세서(140)는 벡터 정보를 이용하여 벡터 도플러 영상을 형성한다.As another example, the processor 140 forms vector information including vector magnitude and direction corresponding to the velocity and direction of a moving object using the extracted ultrasonic data. The processor 140 forms a vector Doppler image using vector information.

일반적으로, 초음파 신호의 송신방향(Tx)과 초음파 에코신호의 수신방향(Rx)이 동일하고, 초음파 신호(즉, 송신 빔 또는 수신 빔)와 혈류가 이루는 각도가 θ인 경우, 다음과 같은 관계가 성립한다.In general, when the transmitting direction Tx of the ultrasonic signal and the receiving direction Rx of the ultrasonic echo signal are the same, and the angle between the ultrasonic signal (that is, the transmitting beam or the receiving beam) and the blood flow is θ, Is established.

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 2에 있어서, X는 혈류의 속도 크기, C0는 생체내 초음파 음속, fd는 도플러 시프트 주파수(Doppler shift frequency), f0는 초음파 메인 주파수(main frequency)를 나타낸다.In Equation (2), X represents the velocity magnitude of the blood flow, C 0 represents the ultrasonic sound velocity in vivo, f d represents the Doppler shift frequency, and f 0 represents the ultrasonic main frequency.

앙상블 넘버에 해당하는 초음파 신호(즉, 송신 빔)의 송신을 통해, 도플러 시프트 주파수가 산출될 수 있고, 수학식 2를 통해 송신(Tx) 빔 방향으로 투사된 속도 성분(Xcosθ)이 산출될 수 있다.The Doppler shift frequency can be calculated through transmission of the ultrasonic signal corresponding to the ensemble number (i.e., the transmission beam), and the velocity component X cos? Projected in the transmission (Tx) beam direction can be calculated through Equation (2) have.

한편, 초음파 신호(즉, 송신 빔)의 송신방향(Tx) 빔과 초음파 에코신호(즉, 수신 빔)의 수신방향(Rx)이 상이하면, 다음과 같은 관계가 성립한다.On the other hand, when the transmission direction Tx beam of the ultrasonic signal (i.e., the transmission beam) and the reception direction Rx of the ultrasonic echo signal (i.e., the reception beam) are different, the following relationship is established.

Figure pat00003
Figure pat00003

수학식 3에 있어서, θT는 초음파 신호(즉, 송신 빔)와 혈류가 이루는 각도, θR는 초음파 에코신호(즉, 수신 빔)와 혈류가 이루는 각도를 나타낸다.In Equation (3),? T denotes an angle between the ultrasonic signal (i.e., transmission beam) and the blood flow, and? R denotes an angle between the ultrasonic echo signal (i.e., the reception beam) and the blood flow.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 송신 및 수신 방향, 벡터 정보 및 초과 조건 문제(over-determined problem)을 보이는 예시도이다. 도 20을 참조하여, 초음파 신호(즉, 송신 빔)가 제1 방향(D1)으로 송신되고, 초음파 에코신호(즉, 수신 빔)가 제1 방향(D1)으로 수신되면, 다음과 같은 관계가 얻어질 수 있다.FIG. 20 is a diagram illustrating transmission and reception directions, vector information, and an over-determined problem according to an embodiment of the present invention. 20, when an ultrasonic signal (i.e., a transmission beam) is transmitted in the first direction D1 and an ultrasonic echo signal (i.e., the reception beam) is received in the first direction D1, the following relationship Can be obtained.

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 4에 있어서,

Figure pat00005
는 제1 방향의 단위 벡터이고,
Figure pat00006
는 변수를 나타내며, y1은 수학식 2로부터 산출될 수 있다.In Equation (4)
Figure pat00005
Is a unit vector in the first direction,
Figure pat00006
Represents a variable, and y 1 can be calculated from Equation (2).

한편, 초음파 신호(즉, 송신 빔)가 제2 방향(D2)으로 송신되고, 초음파 에코신호(즉, 수신 빔)가 제3 방향(D3)으로 수신되면, 다음과 같은 관계가 얻어질 수 있다.On the other hand, when the ultrasonic signal (ie, the transmission beam) is transmitted in the second direction D2 and the ultrasonic echo signal (ie, the reception beam) is received in the third direction D3, the following relationship can be obtained. .

Figure pat00007
Figure pat00007

수학식 4 및 수학식 5는 2차원 환경을 가정한 것이고, 3차원으로 확장될 수 있다. 즉, 수학식 4 및 수학식 5를 3차원으로 확장하면, 다음과 같은 관계가 얻어질 수 있다.Equations (4) and (5) assume a two-dimensional environment and can be extended to three dimensions. That is, by expanding equations (4) and (5) to three dimensions, the following relationship can be obtained.

Figure pat00008
Figure pat00008

2차원 벡터의 경우 변수(x1, x2)가 산출되어야 하므로 2개 이상의 수신관계가 필요하다. 예를 들면, 도 20에 있어서, 송신 빔이 제3 방향(D3)으로 송신되고, 수신 빔이 제2 방향(D2) 및 제4 방향(D4)로 수신되면, 다음과 같은 2개의 수학식이 얻어진다.In the case of a two-dimensional vector, two or more reception relations are required because the variables (x 1 , x 2 ) must be calculated. For example, in FIG. 20, when the transmission beam is transmitted in the third direction D3 and the reception beam is received in the second direction D2 and the fourth direction D4, the following two equations are obtained Loses.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

수학식 7에서의 2개의 수학식으로부터 벡터

Figure pat00011
가 산출될 수 있다. From the two equations in Equation 7,
Figure pat00011
Can be calculated.

한편, 수신 빔 포밍이 2개 이상의 각도(즉, 수신방향)로 수행되면, 도 20에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 수학식이 얻어지며 초과 조건 문제(over-determined problem)으로 나타낼 수 있다. 초과 조건 문제는 도플러 시프트 주파수에 추가된 노이즈 특성에 따라 의사 역행렬 방법(Pseudo inverse method), 가중 최소 제곱법(weighted least square method) 등에 의해 산출될 수 있다. 즉, M개의 송신방향과, 각 송신마다 N개의 수신방향의 빔 포밍을 통해 M×N개의 수학식이 획득될 수 있다.On the other hand, when the reception beamforming is performed at two or more angles (i.e., reception directions), as shown in FIG. 20, two or more mathematical expressions are obtained and can be represented as an over-determined problem. The excess condition problem may be calculated by a pseudo inverse method, a weighted least square method, or the like according to the noise characteristic added to the Doppler shift frequency. That is, M × N equations may be obtained through beamforming of M transmission directions and N reception directions for each transmission.

또 다른 예로서, 프로세서(140)는 추출된 초음파 데이터를 이용하여 관심영역(즉, M 라인)에 대응하는 BM 모드 영상 및 CM 모드 영상 중 적어도 하나를 형성한다.As another example, the processor 140 forms at least one of a BM mode image and a CM mode image corresponding to a region of interest (i.e., M line) using the extracted ultrasound data.

다시 도 1을 참조하면, 초음파 시스템(100)은 디스플레이부(150)를 더 포함한다. 디스플레이부(150)는 프로세서(140)에서 형성된 초음파 영상을 디스플레이한다. 또한, 디스플레이부(150)는 B 모드 영상을 디스플레이한다.Referring again to FIG. 1, the ultrasound system 100 further includes a display unit 150. The display unit 150 displays an ultrasound image formed by the processor 140. Also, the display unit 150 displays the B mode image.

100: 초음파 시스템 110: 사용자 입력부
120: 초음파 데이터 획득부 130: 프로세서
140; 저장부 150: 디스플레이부
210: 초음파 프로브 220: 송신부
230: 수신부 240: 초음파 데이터 형성부100: ultrasound system 110: user input unit
120: ultrasonic data acquisition unit 130: processor
140; Storage unit 150:
210: ultrasonic probe 220: transmitter
230: receiver 240: ultrasonic data forming unit

Claims (22)

초음파 시스템으로서,
생체에 대응하는 초음파 데이터를 저장하기 위한 저장부; 및
상기 저장부에 저장된 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 상기 저장부로부터 선택적으로 추출하고, 상기 추출된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하도록 동작하는 프로세서
를 포함하는 초음파 시스템.As an ultrasound system,
A storage unit for storing ultrasonic data corresponding to the living body; And
A processor operative to selectively extract ultrasound data necessary for forming an ultrasound image from the ultrasound data stored in the storage unit, and form an ultrasound image using the extracted ultrasound data
. 제1항에 있어서,
초음파 신호를 상기 생체에 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 상기 초음파 데이터를 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부
를 더 포함하는 초음파 시스템.The method of claim 1,
An ultrasound data acquisition unit operable to transmit an ultrasound signal to the living body and receive the ultrasound echo signal reflected from the living body to obtain the ultrasound data
Ultrasonic system further comprising. 제2항에 있어서, 상기 초음파 신호는, 평면파 신호 또는 집속 신호를 포함하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 2, wherein the ultrasound signal comprises a plane wave signal or a focused signal. 제1항에 있어서, 상기 초음파 영상은, 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상 및 벡터 도플러 영상 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 1, wherein the ultrasound image includes at least one of a Doppler spectrum image, a color Doppler image, and a vector Doppler image. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
사전 설정된 펄스 반복 주파수에 기초하여 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 프로세싱 펄스 반복 주파수를 설정하고,
상기 프로세싱 펄스 반복 주파수에 기초하여 상기 저장부로부터 상기 초음파 데이터를 추출하도록 동작하는 초음파 시스템.5. The apparatus of claim 4,
Setting a processing pulse repetition frequency for extracting ultrasound data required to form the ultrasound image based on a preset pulse repetition frequency,
And extract the ultrasonic data from the storage based on the processing pulse repetition frequency. 제5항에 있어서, 상기 프로세싱 펄스 반복 주파수는, 상기 사전 설정된 펄스 반복 주파수에 비동기화되는 초음파 시스템.6. The ultrasound system of claim 5 wherein the processing pulse repetition frequency is asynchronous to the preset pulse repetition frequency. 제5항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 사전 설정된 펄스 반복 주파수로부터 상기 초음파 영상을 형성하는데 사용되지 않는 초음파 데이터를 건너뛰어서 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 상기 프로세싱 펄스 반복 주파수를 설정하도록 동작하는 초음파 시스템.The method of claim 5, wherein the processor is further configured to extract the processing pulse repetition frequency for extracting ultrasonic data necessary for forming the ultrasound image by skipping ultrasound data not used to form the ultrasound image from the preset pulse repetition frequency. An ultrasound system that operates to set up. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 앙상블 넘버를 가변적으로 설정하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 4, wherein the processor is operative to variably set an ensemble number for extracting ultrasound data required to form the ultrasound image. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는, 사전 설정된 펄스 반복 주파수마다 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터를 추출하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 4, wherein the processor is configured to extract ultrasound data corresponding to an ensemble number for each preset pulse repetition frequency. 제1항에 있어서, 상기 초음파 영상은, BM 모드(brightness motion mode) 영상 및 CM 모드(color motioon mode) 영상중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 1, wherein the ultrasound image comprises at least one of a brightness motion mode image and a CM mode colorimetric mode image. 제10항에 있어서, 상기 프로세서는, 스윕 스피드를 이용하여 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 10, wherein the processor is operative to extract ultrasound data required to form the ultrasound image using a sweep speed. 초음파 영상 제공 방법으로서,
a) 생체에 대응하는 초음파 데이터를 저장하는 단계;
b) 상기 저장부에 저장된 초음파 데이터에서 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 상기 저장부로부터 선택적으로 추출하는 단계; 및
c) 상기 추출된 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.A method for providing an ultrasound image,
a) storing ultrasound data corresponding to the living body;
b) selectively extracting ultrasound data necessary for forming an ultrasound image from the ultrasound data stored in the storage unit from the storage unit; And
c) forming an ultrasound image by using the extracted ultrasound data
And an ultrasound image providing method. 제12항에 있어서, 상기 단계 a) 수행 이전에,
초음파 신호를 상기 생체에 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 상기 초음파 데이터를 획득하는 단계
를 더 포함하는 초음파 영상 제공 방법.13. The method of claim 12, wherein prior to performing step a)
Transmitting ultrasonic signals to the living body and receiving ultrasonic echo signals reflected from the living body to obtain the ultrasonic data
And an ultrasound image providing method. 제13항에 있어서, 상기 초음파 신호는, 평면파 신호 또는 집속 신호를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.The method of claim 13, wherein the ultrasound signal comprises a plane wave signal or a focused signal. 제12항에 있어서, 상기 초음파 영상은, 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상 및 벡터 도플러 영상 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.13. The method of claim 12, wherein the ultrasound image comprises at least one of a Doppler spectrum image, a color Doppler image, and a vector Doppler image. 제15항에 있어서, 상기 단계 b)는,
사전 설정된 펄스 반복 주파수에 기초하여 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 프로세싱 펄스 반복 주파수를 설정하는 단계; 및
상기 프로세싱 펄스 반복 주파수에 기초하여 상기 저장부로부터 상기 초음파 데이터를 추출하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.The method of claim 15, wherein step b)
Setting a processing pulse repetition frequency for extracting ultrasound data required to form the ultrasound image based on a preset pulse repetition frequency; And
Extracting the ultrasonic data from the storage based on the processing pulse repetition frequency
And an ultrasound image providing method. 제16항에 있어서, 상기 프로세싱 펄스 반복 주파수는, 상기 사전 설정된 펄스 반복 주파수에 비동기화되는 초음파 영상 제공 방법.The method of claim 16, wherein the processing pulse repetition frequency is asynchronous to the preset pulse repetition frequency. 제16항에 있어서, 상기 단계 b)는,
상기 사전 설정된 펄스 반복 주파수로부터 상기 초음파 영상을 형성하는데 사용되지 않는 초음파 데이터를 건너뛰어서 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 상기 프로세싱 펄스 반복 주파수를 설정하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.17. The method of claim 16, wherein step b)
Setting the processing pulse repetition frequency for extracting ultrasonic data necessary for forming the ultrasound image by skipping ultrasound data not used to form the ultrasound image from the preset pulse repetition frequency
And an ultrasound image providing method. 제15항에 있어서, 상기 단계 b)는,
상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하기 위한 앙상블 넘버를 가변적으로 설정하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.The method of claim 15, wherein step b)
Variably setting an ensemble number for extracting ultrasound data required to form the ultrasound image
And an ultrasound image providing method. 제15항에 있어서, 상기 단계 b)는,
사전 설정된 펄스 반복 주파수마다 앙상블 넘버에 해당하는 초음파 데이터를 추출하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.The method of claim 15, wherein step b)
Extracting ultrasonic data corresponding to the ensemble number for each preset pulse repetition frequency
And an ultrasound image providing method. 제12항에 있어서, 상기 초음파 영상은, BM 모드(brightness motion mode) 영상 및 CM 모드(color motioon mode) 영상중 적어도 하나를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.13. The method of claim 12, wherein the ultrasound image comprises at least one of a brightness motion mode image and a CM mode colorimetric mode image. 제21항에 있어서, 상기 단계 b)는,
스윕 스피드를 이용하여 상기 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 데이터를 추출하는 단계
를 포함하는 초음파 영상 제공 방법.22. The method of claim 21, wherein step b)
Extracting ultrasound data required to form the ultrasound image using a sweep speed
And an ultrasound image providing method.
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